Недавнее исследование, опубликованное в журнале Frontiers in Nutrition, оценивало влияние диетического витамина А на микробиоту кишечника и кишечный транскриптом.

Болезнь Альцгеймера (AD) — это возрастное нейродегенеративное заболевание. Отчет за 2021 год показал, что во всем мире более 55 миллионов человек страдают деменцией, при этом на страны с низким и средним уровнем дохода приходится 60% от общего числа. Учитывая старение населения, ожидается, что распространенность БА и связанное с этим экономическое бремя увеличатся. В настоящее время отсутствуют методы лечения, которые могут вылечить БА или модифицировать его патологическое прогрессирование.

Таким образом, эффективное управление и регуляция сопутствующих факторов имеют первостепенное значение. Диета участвует в профилактике и прогрессировании БА, а витамин А является потенциальной профилактической и терапевтической стратегией. Негеномные действия витамина А в мозге играют решающую роль, и их модулирование может улучшить функцию мозга и предложить терапевтические возможности.

Об исследовании

В настоящем исследовании ученые изучали влияние диетического витамина А на кишечный транскриптом, воспаление, кишечную микробиоту и патологию, связанную с β-амилоидом (Aβ). Тридцать мышей APP / PS1 (модель AD mouse) были случайным образом распределены на три группы в зависимости от массы тела. Мыши получали диету с дефицитным (VAD), нормальным (VAN) или обогащенным (VAS) содержанием витамина A. Вес тела и потребление пищи регистрировались каждую неделю.

Животных подвергли эвтаназии через 12 недель. Были взяты образцы сывороток и кала. Были взяты ткани головного мозга и кишечника. Сывороточные уровни маркеров проницаемости кишечника, таких как D-лактат и диаминоксидаза (DAO), и цитокинов, таких как интерлейкин (IL)-1β, IL-6 и фактор некроза опухоли (TNF)-α, были измерены с помощью иммуноферментного анализа (ELISA). Нейроповеденческие функции оценивались с помощью шестидневного теста с водным лабиринтом Морриса.

Соответственно, мышей тренировали в течение четырех дней, после чего в течение 60 секунд искали скрытую платформу. После пяти дней обучения был проведен тест на обнаружение, и было определено время на поиск платформы. В последний день были проведены два испытания; в одном требовалось определить положение платформы при ее отсутствии в течение 60 секунд, а в другом измерялось время нахождения платформы.

Кроме того, были проведены морфометрические и иммуногистохимические анализы для оценки отложения Aβ в головном мозге. Секвенирование 16S рРНК было выполнено для анализа микробиоты кишечника. Также был проведен транскриптомный анализ тканей кишечника. Уровни витамина А в сыворотке крови определяли количественно с помощью жидкостной хроматографии-масс-спектрометрии.

Результаты

На протяжении всего вмешательства не было заметных изменений в массе тела и рационе питания между группами. Однако в разные моменты времени в группах VAS и VAD масса тела и потребление пищи были ниже, чем в группе VAN. Средний уровень витамина А составил 382,61 нг / мл в группе VAD, 548,32 нг / мл в группе VAN и 640,85 нг / мл в группе VAS. Дисперсионный анализ показал значительную разницу в группах.

Влияние витамина А на потребление с пищей и изменения массы тела у мышей APP / PS1. (A) Изменения массы тела мышей APP / PS1 в разных группах. (B) Изменения в потреблении витамина А с пищей среди различных групп мышей APP / PS1. * Указывает на статистическую значимость по сравнению с группой VAN, p < 0,05 указывает на статистическую значимость

Мыши из группы VAN могли непосредственно находить платформу и перемещаться в нужное положение, даже если их убрать. Этим мышам потребовалось меньше времени, чтобы найти платформу, чем другим группам. Более того, группе VAS потребовалось меньше времени, чем группе VAD. Не было существенных различий во времени, затраченном на поиск платформы между группами VAS и VAN. Когда платформу убрали, группа из фургона неоднократно пересекала территорию платформы.

У мышей в группе VAD наблюдалось значительно большее отложение Aβ в головном мозге, чем в других группах. В группе VAS также наблюдалось более высокое отложение Aβ, чем в группе VAN, хотя и не статистически значимое. Индекс Шеннона был выше в группах VAS и VAN, чем в группе VAD; однако он был одинаковым в группах VAS и VAN. Группы VAN и VAS имели большее микробное разнообразие, чем группа VAD.

В целом, в группах VAS и VAD был идентифицирован 571 ген с дифференциальной экспрессией. В группах VAN и VAD было идентифицировано 313 генов с дифференциальной экспрессией. Кроме того, в группах VAN и VAS было обнаружено 243 гена с дифференциальной экспрессией. Уровни DAO и D-лактата были значительно повышены в группе VAD по сравнению с группами VAS и VAN. Мыши в группе VAD демонстрировали более значительные уровни воспалительных цитокинов, чем в других группах.

Выводы

В целом, исследование показало, что 12-недельная диета VAD снижала уровень ретинола в сыворотке крови, нарушала когнитивные способности и увеличивала патологию Aβ у мышей. Напротив, диета, обогащенная витамином А, повышает уровень ретинола, снижает уровень Aβ и сохраняет когнитивные способности. В целом, полученные данные подчеркивают важность витамина А в патологии АД и поведении.